Предсказание вторичной структуры заданной тРНК и анализ НК-белкового комплекса
Задание 1
В этом задании нужно было предсказать вторичную структуру тРНК с помощью разных программ: find_pair, einverted, RNAfold (по алгоритму Зукера). Мне досталась тРНК из файла 1gtr.pdb. Результаты представлены в таблице 1.
Рис. 1. Вторичная структура тРНК из 1gtr.pdb, полученная с помощью RNAfold
| Акцепторный стебель | D-стебель | T-стебель | Антикодоновый стебель | Общее число канонических пар нуклеотидов | |
|---|---|---|---|---|---|
| Позиции в структуре (по результатам find_pair) | 1-7:66-72 | 10-13:22-25 | 49-53:61-65 | 38-44:26-32 | 20 |
| Результаты предсказания с помощью einverted | 1-9:62-69 (на месте 8 нуклеотида первой цепи на второй цепи гэп) | --- | --- | --- | 8 |
| Результаты предсказания по алгоритму Зукера | 1-6:64-69 | 9-11:21-23 | 47-51:59-63 | 25-29:37-41 | 19 |
Можно сделать вывод, что программа einverted плохо справилась с задачей. RNAfold справилась относительно неплохо
Задание 2.1
Для анализа взят комплекс ДНК и белка из файла 1rh6 из pdb.
Был написан скрипт на Pymol для выделения следующих множеств атомов:
- set 1- множество атомов кислорода 2'-дезоксирибозы
- set 2- множество атомов кислорода в остатке фосфорной кислоты
- set 3- множество атомов азота в азотистых основаниях
Вы можете скачать этот скрипт по ссылке
Кроме этого был написан еще один скрипт для Pymol, вызов которого дает последовательное изображение всей структуры, только ДНК в проволочной модели, той же модели, но с выделенными шариками множеством атомов set1, затем set2 и set3. Вы можете скачать этот скрипт по ссылке.
Рис. 2. Изображение всего комплекса ДНК-белок (А и B цепи)
Рис. 3. Сахарофосфатный остов ДНК
Рис. 4. Set 1
Рис. 5. Set 2
Рис. 6. Set 3
Итоговое видео
Задание 2.2
Я изучал ДНК-белковые контакты между ДНК и B-цепью белка 1RH6. Результаты приведены в таблице
| Контакты атомов белка с | Полярные | Неполярные | Всего |
|---|---|---|---|
| остатками 2'-дезоксирибозы | 4 | 20 | 24 |
| остатками фосфорной кислоты | 6 | 4 | 10 |
| остатками азотистых оснований со стороны большой бороздки | 4 | 6 | 10 |
| остатками азотистых оснований со стороны малой бороздки | 1 | 0 | 1 |
Неполярных контактов в комплексе в 2 раза больше, чем полярных. Основное количество контактов происходит между белком и углеродами 2'-дезоксирибозы. Контакты между белком и азотистыми основаниями составляют примерно 20% от общего числа контактов. Среди них примерно одинаковое количество полярных и неполярных контактов, однако почти все контакты между белком и азотистыми основаниями осуществляются по большой бороздке.
Задание 2.3
С помощью программы nucplot был получен файл, в котором красиво отображена информация о ДНК-белковых контактах. Скачать файл вы можете по ссылке.
Задание 2.4
Исходя из данных nucplot 10 аминокислотных остатков формируют контакты с ДНК. Из них больше всего контактов, по два, формируют тирозин 41 и аргинин 23.
На изображении выделены тирозин 41, аргинин 23 и нуклеотиды, с которыми они взаимодействуют.
В составе тирозина во взаимодействии участвуют a-аминогруппа и OH группа радикала, они взаимодействуют с сахарофосфатным остовом ДНК. В составе аргинина во взаимодействии с ДНК принимают участие два крайних азота гуанидиновой группы. Они взаимодействуют с двумя кислородами в составе гуанина и тимина.
Из этих двух остатков главную роль в распознавании играет аргинин 23, так как он, в отличие от тирозина 41, взаимодействует с азотистыми основаниями в составе ДНК. Причем взаимодействует он с ними по большой бороздке, а значит может достоверно отличать нужную ему последовательность двух нуклеотидов. На картинке снизу представлены взаимодействия тирозина 41 и аргинина 23 с ДНК.
Взаимодействия между тирозином 41 и сахарофосфатным остовом ДНК.
Взаимодействия между аргинином 23, гуанином и тимином.